구리결핍, 종양에 있는 호흡효소의 활동을 떨어뜨려
구리 불균형이 암을 포함한 많은 질병과 관련이 있다. 스위스의 로잔 연방 기술대학(EPFL)의 과학자들은 수돗물에 허용되는 구리의 최대 허용치에 해당하는 음료수 속의 구리가 생쥐의 종양 성장을 촉진하는 것을 발견했다. 반대로 구리 수치를 줄이면 종양 성장도 줄어들었다. 이 연구는 구리가 인간의 종양 성장에도 마찬가지로 한 가지 필수적인 요인인 것을 강력하게 시사한다.

구리는 세포 성장에 핵심적인 역할을 한다. 세포는 증식하기 위해 에너지가 필요한데 세포는 그런 에너지를 ATP라 불리는 분자 형태로 생산해서 보관한다. 모든 세포와 마찬가지로 종양세포도 에너지를 2가지 다른 방법으로 생산한다. 즉 산소가 필요한 호흡과 산소가 필요 없는 당분해이다. 이 2가지 중에서 호흡이 ATP를 생산하는 더 효과적인 방법이다. 그러나 호흡에는 많은 효소가 개입되고 가장 중요한 효소 중의 하나가 작동을 하는 데 구리가 필요하다.

머크 세레노 종양학 석좌교수로 로잔 연방 기술대학의 연구가인 더글러스 하나한의 주도하에 실시된 연구에서 과학자들은 구리가 암에 어떤 역할을 하는지를 연구해보았다. 그 연구를 하기 위해 그들은 췌장 내분비 종양이 있는 유전자 조작 생쥐를 이용했다. 논문의 제1 저자인 세이코 이시다는 이번 연구는 우리가 이전에 이상한 것을 관찰했기 때문에 실시하게 되었다고 말했다. 즉 암이 건강한 조직과는 달리 인체 전반의 구리 수치의 변화에 특별히 예민한 것을 관찰했고 그로 인해 이번 연구를 실시하게 된 것이다.

로잔 연방 기술대학의 죠한 오워크스와 협동해서 연구진은 구리결핍이 종양에 있는 호흡효소의 활동을 떨어뜨리는 것을 발견했다. PET 검사도 구리가 결핍된 종양은 더 많은 양의 포도당을 흡수하는 것을 보여주고 있는데 이는 종양의 세포들이 갈수록 더 많은 포도당을 흡수해서 호흡보다는 당분해를 이용해서 에너지를 얻는 것을 시사한다. 그러나 이렇게 하는데도 불구하고 ATP 수치가 충분하게 회복되지 않았고 종양은 더 성장하지 않았다.
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중요한 것은 연구진이 구리가 암을 유발하는 것으로 생각하지 않는 점이다. 건강한 생쥐들이 먹는 물을 통해 동일한 양의 구리를 2년 동안 섭취하게 해보았지만 암 발생이 증가하지는 않았기 때문이다.
그들은 환자의 체내에 구리 수치를 최소화하는 것이 암을 치료하는 데 도움이 될지도 모르고 특히 당분해를 차단하는 약품과 병용할 때 그러할 것이라고 생각한다. 이 2단계 전략이 정상세포보다 훨씬 더 많은 에너지를 필요로 하는 암세포의 주요한 2가지 ATP 생산 경로를 제한해서 암세포를 굶겨죽일는지도 모른다.

출처: S. Ishida et al., "Bioavailable copper modulates oxidative phosphorylation and growth of tumors" Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Nov 26;110(48):19507-12.